Электроника Компоненты: что такое операционные усилители? - манекены

Оператор op amp представляет собой сверхчувствительную электронную схему усилителя, которая предназначена для усиления разности двух входных напряжений. Таким образом, операционный усилитель имеет два входа и один выход. Выходное напряжение часто бывает в десятки или даже сотни тысяч раз больше, чем разница во входном напряжении.

Внутри простейшие операционные усилители состоят из нескольких десятков транзисторов, а более сложные сорта имеют гораздо больше. Но вы можете игнорировать внутреннюю схему и просто рассматривать ее как удобное устройство, которое вы можете использовать, не понимая, как это работает.

Ниже описывается функция каждого из соединений, показанных на символическом символе:

• + V и -V: Питание обеспечивается двумя контактами, обычно обозначенными + V и -V. (Эти контакты могут быть помечены как V _{s +} и V _{s -} .) Большинство операционных усилителей требуют как положительного, так и отрицательного напряжения питания с напряжением обычно от 6 V до 18 В.

  Этот тип источника питания называется разъемом . Это означает, что требуются как положительное напряжение, так и отрицательное напряжение. 6 В, например, означает, что требуются как +6 В, так и -6 В.

  Вы можете построить сплит-питание, используя две батареи, подключенные друг к другу. Здесь две 9-вольтовые батареи подключены для создания питания 9 В. Обратите внимание, что значения +9 В и -9 В измеряются относительно земли, к которой обращаются между двумя батареями

  

  Некоторые операционные усилители не требуют питания с раздельным напряжением. ОУ, использующие одиночные источники питания, имеют клемму заземления вместо клеммы -V.

• V _выход : Выход операционного усилителя берется из терминала V _out . Напряжение на выходной клемме может быть положительным или отрицательным, в зависимости от разности напряжений между двумя входными клеммами. Максимальное напряжение обычно на несколько вольт меньше напряжения питания на клеммах + V и -V. Таким образом, если источник питания для операционного усилителя составляет 9 В, максимальный выход будет составлять около 7 В или 8 В.

  Большинство операционных усилителей могут обрабатывать только небольшое количество тока через выходной терминал - обычно, по соседству от 25 мА или менее. Выход передается через внешнее сопротивление, обозначенное R _L . Другой конец этого сопротивления подключен к земле. Таким образом, выходной ток, который протекает через ОУ, должен в конечном итоге оказаться на земле.

  

• V ₊ и V _- : Два входа - это терминалы V ₊ и V _- . Эти терминалы иногда обозначаются символами + и - внутри треугольника.Входы называются дифференциальными входами , потому что выходное напряжение, которое появляется на клемме V _out , зависит от разницы между напряжением клемм + и -.

  Для большинства ОУ максимальное допустимое входное напряжение немного меньше максимального напряжения питания. 12 В является типичным пределом. Помните, однако, что разность между двумя входными напряжениями - это то, что усиливает ОУ. Во многих случаях два входных напряжения очень близки, поэтому разница очень мала.

  Полярность выхода ОУ зависит от полярности разницы между входами V ₊ и V _- . Таким образом, если V ₊ больше V _- , выход будет положительным, но если V ₊ меньше V _{- <, выход будет отрицательным напряжением.} Во многих схемах ОУ один вход подключен к земле. Если вход V

  + _{заземлен, полярность выхода всегда противоположна полярности входного напряжения на клемме V} - . Другими словами, отрицательное напряжение на V

  - _{даст положительное напряжение на V} out _{, а положительное напряжение на V} - _{даст отрицательное напряжение на V} из _{. По этой причине вход V} - _{часто называют инвертирующим входом} , потому что его полярность инвертируется на выходе. Если, с другой стороны, вход V

  - _{подключен к земле, полярность выхода такая же, как полярность входного напряжения, приложенного к V} + _{, Таким образом, если V} + _{положительно, V} out _{будет положительным; если V} + _{отрицательный, V} out _{будет отрицательным. По этой причине вход V} + _{называется} неинвертирующим входом , потому что его полярность на выходе одинакова, то есть входное напряжение V - не инвертируется.